La velocidad de la luz en el vacío ... y no solo

El hombre siempre ha estado interesado en la naturaleza de la luz, sobre la cualtestimoniar mitos, leyendas, argumentos filosóficos y observaciones científicas que nos han llegado. La luz siempre fue una ocasión para las discusiones de los filósofos antiguos, y los intentos de estudiarlo se hicieron incluso en el momento de la geometría euclidiana: 300 años antes de Cristo. Incluso entonces se sabía sobre la sencillez de la propagación de la luz, la igualdad de los ángulos de incidencia y reflexión, el fenómeno de la refracción de la luz y las razones para la aparición del arcoíris. Aristóteles creía que la velocidad de la luz es infinitamente grande y, por lo tanto, lógicamente argumentada, y la medición de la velocidad de la luz no está sujeta a debate. Un caso típico es cuando el problema es más profundo que la era de la comprensión de la respuesta.

Hace unos 900 años, Avicenna sugirió queno importa cuán grande sea la velocidad de la luz, después de todo, tiene un valor finito. Esta opinión no era solo él, pero nadie podría probarlo experimentalmente. El ingenioso Galileo Galilei propuso un experimento de comprensión mecanicista del problema: dos personas, paradas a varios kilómetros de distancia, señalan la apertura de la tapa de la linterna. Tan pronto como el segundo participante ve la luz de la primera linterna, abre su compuerta y el primer participante arregla el tiempo de recibir la señal de luz recíproca. Entonces la distancia aumenta y todo se repite. Se esperaba corregir el aumento en la demora y, sobre esta base, calcular la velocidad de la luz. El experimento terminó en nada, porque "todo no fue repentino, sino extremadamente rápido".

El primero en medir la velocidad de la luz en el vacío en 1676, Astrónomo Ole Roemer - tomando los descubrimientos de Galileo: descubrió en 1609 los cuatro satélites de Júpiter, que la diferencia en seis meses de tiempo entre los dos eclipses del satélite es de 1320 segundos. El uso de información astronómica de su tiempo Roemer fue la velocidad de la luz igual a 222.000 km por segundo. Impresionante fue que el método de medición en sí extremadamente precisos - el uso de los datos del diámetro de la órbita de la Tierra actualmente conocidos, Júpiter y oscurecimiento tiempo de retardo satélite da la velocidad de la luz en el vacío, hasta valores de fecha obtenidos por otros métodos.

Al principio, para los experimentos de Remer fue solo unoafirmación - era necesario realizar mediciones por medios terrestres. Casi 200 años pasaron, y Louis Fizeau construyó una configuración ingeniosa en la cual un rayo de luz se reflejó desde un espejo a una distancia de más de 8 km y regresó. La sutileza era que pasaba a lo largo del camino de un lado a otro a través de los huecos de la rueda dentada, y si la velocidad de la rueda aumentaba, entonces llegaba el momento en que la luz ya no sería visible. El resto es una cuestión de técnica. El resultado de la medición es 312,000 km por segundo. Ahora vemos que Fizeau estaba aún más cerca de la verdad.

El siguiente paso en la medición de la velocidad de la luz hizoFoucault, quien reemplazó la rueda dentada con un espejo plano. Esto permitió reducir las dimensiones de la instalación y aumentar la precisión de medición a 288,000 km por segundo. No menos importante fue el experimento de Foucault, en el que determinó la velocidad de la luz en el medio. Para este propósito, se colocó una tubería con agua entre los espejos de la instalación. En este experimento, se descubrió que la velocidad de la luz disminuía a medida que se propagaba en el medio, dependiendo del índice de refracción.

En la segunda mitad del siglo XIX llegó el momentoMichelson, que dedicó 40 años de su vida a las mediciones en el campo de la luz. La corona de su trabajo fue la instalación, en la que midió la velocidad de la luz en el vacío utilizando un tubo de metal evacuado de más de una milla de largo. Otro logro fundamental de Michelson fue la prueba del hecho de que para cualquier longitud de onda, la velocidad de la luz en el vacío es la misma y, como estándar moderno, es 299792458 +/- 1.2 m / s. Dichas mediciones se realizaron sobre la base de valores refinados del medidor de referencia, cuya definición se aprobó desde 1983 como norma internacional.

El sabio Aristóteles estaba equivocado, pero demoró casi 2000 años en demostrarlo.